(57)【要約】  光学特性と耐久性の両立が図られた吸収型偏光素子を提供する。  光透過性基板と、前記光透過性基板上に配置される複数の孔を備える金属膜と、を具備する吸収型偏光素子であって、前記孔は長径と短径とを有し、かつ前記複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、吸収型偏光素子。または、光透過性基板と、前記光透過性基板上に配置される複数の金属突起と、を具備する吸収型偏光素子であって、前記金属突起は長径と短径とを有し、かつ前記複数の金属突起の長径の方向が同一方向を指向する、吸収型偏光素子。
2011078254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板と、前記光透過性基板上に配置される複数の孔を備える金属膜と、を具備する吸収型偏光素子であって、
前記孔は長径と短径とを有し、かつ前記複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、吸収型偏光素子。
【請求項２】
光透過性基板と、前記光透過性基板上に配置される複数の金属突起と、を具備する吸収型偏光素子であって、
前記金属突起は長径と短径とを有し、かつ前記複数の金属突起の長径の方向が同一方向を指向する、吸収型偏光素子。
【請求項３】
前記孔の長径が１２０ｎｍ超、５００ｎｍ以下であり、前記孔の短径が２０ｎｍ以上、１２０ｎｍ以下である請求項１記載の吸収型偏光素子。
【請求項４】
前記孔の長径Ｌｘと短径Ｌｙの長さ比（アスペクト比＝Ｌｘ／Ｌｙ）が、２以上、２０以下である請求項１または３に記載の吸収型偏光素子。
【請求項５】
前記金属突起の長径が１２０ｎｍ超、５００ｎｍ以下であり、前記金属突起の短径が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である請求項２記載の吸収型偏光素子。
【請求項６】
前記金属突起の長径Ｌｘと短径Ｌｙの長さ比（アスペクト比＝Ｌｘ／Ｌｙ）が、３以上、２０以下である請求項２または５に記載の吸収型偏光素子。
【請求項７】
前記金属膜の構成材料がＡｌ、Ｍｇ、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ｍｇ合金、Ｉｎ合金、またはＡｇ合金である請求項１、３、４のいずれか１項に記載の吸収型偏光素子。
【請求項８】
前記金属突起の構成材料がＡｌ、Ｍｇ、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ｍｇ合金、Ｉｎ合金、またはＡｇ合金である請求項２、５、６のいずれか１項に記載の吸収型偏光素子。
【請求項９】
前記金属膜を保護する保護膜をさらに具備する、請求項１、３、４、８のいずれか１項に記載の吸収型偏光素子。
【請求項１０】
前記金属突起を保護する保護膜をさらに具備する、請求項２、５、６、９のいずれか１項に記載の吸収型偏光素子。
【請求項１１】
基材上に、長径と短径とを有する複数の孔を備え、かつ複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、多孔膜を形成し、
前記多孔膜上に金属膜を形成し、
前記基材から前記金属膜を剥離し、前記多孔膜の複数の孔に対応する、複数の孔を備える金属膜を得て、
光透過性基板上に、前記金属膜を貼り付ける、
吸収型偏光素子の製造方法。
【請求項１２】
光透過性基板上に、長径と短径とを有する複数の孔を備え、かつ複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、多孔膜を形成し、
前記多孔膜上、および、前記複数の孔内の基板上に金属膜を形成し、
前記基板から、前記多孔膜および前記多孔膜上の金属膜を除去し、
前記複数の孔内の基板上の金属膜として、複数の金属突起を得る、
吸収型偏光素子の製造方法。
【請求項１３】
光透過性基板上に、長径と短径とを有する複数の孔を備え、かつ複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、多孔膜を形成し、
斜方蒸着法により、前記多孔膜上に金属膜を形成する、
吸収型偏光素子の製造方法。
【請求項１４】
光透過性基板上に、長径と短径とを有する複数の突起であり、かつ複数の突起の長径の方向が同一方向を指向する、複数の突起を形成し、
斜方蒸着法により、前記複数の突起上に金属突起を形成する、
吸収型偏光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記基材上に、樹脂層を形成し、
前記樹脂層に、前記複数の孔に対応する突起を有するモールドを接触させ、
前記樹脂層に前記モールドを接触させた状態で、前記樹脂層を硬化または固化させ、
前記硬化または固化した樹脂層から前記モールドを分離することによって、
前記多孔膜を形成する、
請求項１２〜１４のいずれかに記載の吸収型偏光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記基材上に、樹脂層を形成し、
前記樹脂層に、前記複数の突起に対応する凹部を有するモールドを接触させ、
前記樹脂層に前記モールドを接触させた状態で、前記樹脂層を硬化または固化させ、
前記硬化または固化した樹脂層から前記モールドを分離することによって、
前記複数の突起を形成する、
請求項１５に記載の吸収型偏光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収型偏光素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置（例えば、液晶表示素子、プロジェクタ）に吸収型偏光素子が用いられている。例えば、ヨウ素や二色性色素を用いた偏光板（ヨウ素系偏光板、色素系偏光板）が開発されている。また、金属化合物（例えば、ハロゲン化銀）の粒子を用いた、赤外線偏光ガラスの技術が開示されている（特許文献１、２参照）。この特許においては金属化合物を含有したガラスを延伸し、その後このガラスを還元する技術、あるいは、金属化合物を含有したガラスを還元して金属微粒子を析出させた後、延伸する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２４８３４１号公報
【特許文献２】国際公開第２００８−１２９７６３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光学特性と耐久性とを備えた吸収型偏光素子を得るのは必ずしも容易でない。例えば、ヨウ素系偏光板は、偏光特性は比較的良好であるが、耐熱性、耐湿性が必ずしも十分ではない。色素系偏光板は、耐熱性、耐湿性は比較的良好であるが、偏光度、透過率が必ずしも十分ではない。
また、金属化合物を用いた偏光板は、還元により金属粒子を析出することから、利用可能な金属（例えば、銀）が限定され、可視光領域への適用が困難である。
上記に鑑み、本発明は光学特性と耐久性の両立が図られた吸収型偏光素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光透過性基板と、前記光透過性基板上に配置される複数の孔を備える金属膜と、を具備する吸収型偏光素子であって、前記孔は長径と短径とを有し、かつ前記複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、吸収型偏光素子を提供する。
本発明は、光透過性基板と、前記光透過性基板上に配置される複数の金属突起と、を具備する吸収型偏光素子であって、前記金属突起は長径と短径とを有し、かつ前記複数の金属突起の長径の方向が同一方向を指向する、吸収型偏光素子を提供する。【０００６】
本発明の吸収型偏光素子において、前記孔または前記金属突起の長径が１２０ｎｍより大きく５００ｎｍ以下であり、前記孔または前記金属突起の短径が２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であることが好ましい。
本発明の吸収型偏光素子において、前記金属膜または前記金属突起の構成材料がＡｌ、Ｍｇ、Ｉｇ、またはＡｇであることが好ましい。
本発明の吸収型偏光素子において、前記金属膜または前記金属突起を保護する保護膜、をさらに具備することが好ましい。【０００７】
本発明は、基材上に、長径と短径とを有する複数の孔を備え、かつ複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、多孔膜を形成し、前記多孔膜上に金属膜を形成し、前記基材から前記金属膜を剥離し、前記多孔膜の複数の孔に対応する、複数の孔を備える金属膜を得て、光透過性基板上に、前記金属膜を貼り付ける、吸収型偏光素子の製造方法を提供する。
本発明は、光透過性基板上に、長径と短径とを有する複数の孔を備え、かつ複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、多孔膜を形成し、前記多孔膜上、および、前記複数の孔内の基板上に金属膜を形成し、前記基板から、前記多孔膜および前記多孔膜上の金属膜を除去し、前記複数の孔内の基板上の金属膜として、複数の金属突起を得る、吸収型偏光素子の製造方法を提供する。
本発明は、光透過性基板上に、長径と短径とを有する複数の孔を備え、かつ複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、多孔膜を形成し、斜方蒸着により、前記多孔膜上に金属膜を形成する、吸収型偏光素子の製造方法を提供する。
本発明は、光透過性基板上に、長径と短径とを有する複数の突起であり、かつ複数の突起の長径の方向が同一方向を指向する、複数の突起を形成し、斜方蒸着により、前記複数の突起上に金属突起を形成する、吸収型偏光素子の製造方法を提供する。【０００８】
本発明の吸収型偏光素子の製造方法において、前記基材上に、樹脂層を形成し、前記樹脂層に、前記複数の孔に対応する突起を有するモールドを接触させ、前記樹脂層に前記モールドを接触させた状態で、前記樹脂層を硬化または固化させ、前記硬化または固化した樹脂層から前記モールドを分離することによって、前記多孔膜を形成することが好ましい。
本発明の吸収型偏光素子の製造方法において、前記基材上に、樹脂層を形成し、前記樹脂層に、前記複数の突起に対応する凹部を有するモールドを接触させ、前記樹脂層に前記モールドを接触させた状態で、前記樹脂層を硬化または固化させ、前記硬化または固化した樹脂層から前記モールドを分離することによって、前記複数の突起を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光学特性と耐久性の両立が図られた吸収型偏光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る吸収型偏光素子を表す分解斜視図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る吸収型偏光素子を表す分解斜視図である。
【図３】吸収型偏光素子製造用のモールドの製造工程の一例を表す斜視図である。
【図４】吸収型偏光素子の製造工程の一例を表す斜視図である。
【図５】吸収型偏光素子の製造工程の一例を表す斜視図である。
【図６】吸収型偏光素子の製造工程の一例を表す斜視図である。
【図７】吸収型偏光素子の製造工程の一例を表す斜視図である。
【図８】吸収型偏光素子の製造工程の一例を表す斜視図である。
【図９】吸収型偏光素子製造用のモールドの製造工程の一例を表す斜視図である。
【図１０】吸収型偏光素子の製造工程の一例を表す斜視図である。
【図１１】吸収型偏光素子の製造工程の一例を表す斜視図である。
【図１２】吸収型偏光素子の光学的特性の一例を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態を図１を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る偏光素子１０を表す分解斜視図である。偏光素子１０は、光透過性基板１１、接続膜１２、金属膜１３、保護膜１４を積層した積層体である。
【００１２】
光透過性基板１１は、光（特に、可視領域の光）を透過する材料、例えば、ガラス、樹脂からなる基板である。好ましくは、４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における平均透過率が、９０％以上の光透過性基板である。かかる透過率を満たす範囲であれば、光透過性基板１１の厚さは問われない。例えば、数ｍｍ程度あるいはそれ以上の板状、０．１ｍｍ以下のフィルム状の何れでも利用できる。光透過性基板１１として、１０μｍ〜１ｃｍのガラスフィルム、ガラス板を利用できる。
【００１３】
接続膜１２は、光透過性基板１１と金属膜１３とを接続するためのもの、例えば、光学接着剤の層である。この接続層は、光透過性基板１１と金属膜１３とを接合、または積層するための層であり、接合層とも称される。但し、接続膜１２を省略して、金属膜１３を光透過性基板１１上に直接配置してもよい。また、接続膜１２を省略して、光透過性基板１１と金属膜１３との間に多孔膜を配置してもよい。接続膜１２と金属膜１３の間に多孔膜を配置してもよい。
【００１４】
保護膜１４は、絶縁体、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、またはその他の絶縁性材料からなり、金属膜１３を被覆して、外界から保護する。なお、金属膜１３の保護に大きな問題が無ければ、保護膜１４を省略しても良い。
【００１５】
金属膜１３は、一軸異方性の孔（ホール。以下この孔を孔Ｈともいう。）を有する。この孔Ｈが異方性を有することで、金属膜１３に誘起される表面プラズモンに異方性が生じ、偏光素子１０を透過する光が偏光を帯びるようになる。本発明においてこの孔は、金属膜の厚さ方向において貫通している貫通孔が好ましいが、金属膜に凹状に形成された凹状孔であってもよい。本明細書において金属膜は、金属フィルム、金属シートを含んでもよいものである。
【００１６】
金属の表面には、表面プラズモンが存在し、光（電磁波）と結合することで、光吸収が起こる。この現象は、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance :SPR)である。後述のように、孔Ｈを例えば、平面視で楕円形状とし、Ｘ軸方向の一軸異方性を持たせることで、すなわち孔Ｈの長径Ｌｘ、短径Ｌｙを異ならせることで、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向それぞれの偏光方向の光の透過率が異なる。なお、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向とは、光透過性基板の平面方向において任意の直交する軸方向である。
なお、金属中の自由電子の集団振動を量子力学的な準粒子（素励起）として捉えたものをプラズモンといい、特に、表面の境界条件を満たすものを表面プラズモンという。
【００１７】
金属膜１３の構成材料として、Ａｌ、Ｍｇ、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ｍｇ合金、Ｉｎ合金、またはＡｇ合金を用いることができる。中でも、Ａｌ、Ｍｇは、可視領域のほぼ全範囲で表面プラズモン共鳴が生じ得るため、可視領域の光の偏光のために好ましく利用できる。
【００１８】
金属膜１３の厚さは、３０ｎｍ以上、１μｍ以下が好適である。金属膜１３の厚さが３０ｎｍ未満であると、金属膜１３自体を光が透過し、孔Ｈの異方性の影響が低減する。金属膜１３の厚さとして、より好ましい範囲は、４０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下、さらに好ましい範囲は、４５ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である。偏光素子１０としての光学特性を発現できる範囲で、金属膜１３の厚さは薄い方が製造上望ましい。
【００１９】
ここでは、孔ＨがＸ軸方向の異方性を有する。即ち、複数の孔Ｈは、長径Ｌｘと短径Ｌｙとを有し、かつ複数の孔Ｈの長径Ｌｘの方向（Ｘ軸方向）が同一方向を指向する。ここで、「同一方向を指向する」とは、複数の孔Ｈの長径Ｌｘの方向が略平行であることを意味する。
本明細書においては、便宜上、孔Ｈの長径方向をＸ軸方向、孔Ｈの短径方向をＹ軸方向として本発明の説明を行なっているが、孔Ｈの長径方向をＹ軸方向、孔Ｈの短径方向をＸ軸方向としても同様である。以下、本発明の第２の実施形態の説明でも同様である。
１個の孔Ｈの周囲１００μｍ×１００μｍにおいて、複数の長径の方向が、基準であるＸ軸（場合によってはＹ軸）に対し、±５°以内であることが好ましく、±３°以内であることがより好ましい。
孔Ｈは、平面視でＸ軸方向に引き延ばされた楕円形状を有する（長径がＸ軸方向）ことが好ましい。しかし、孔Ｈの形状は、楕円形状に限られず、例えば、細長円形状、矩形状、菱形状、細長多角形状でも良い。孔ＨのＸ軸方向の長さ（長径Ｌｘ）がＹ軸方向の長さ（短径Ｌｙ）より大きければ、孔Ｈの形状は、楕円形状、細長円形状、矩形状、菱形状、細長多角形状に限定されることはない。
【００２０】
なお、孔Ｈの深さを考慮すれば、孔Ｈは２軸方向の異方性を有することになる。但し、表面プラズモン共鳴は金属膜１３の表面近傍のみで生じることから、孔Ｈの深さがある程度以上（例えば、３０ｎｍ以上）あればよい。より具体的には、孔Ｈの深さ自体は、３０ｎｍ以上、１μｍ以下が好適である。
【００２１】
本発明の偏光素子においては、目的とする波長領域（目的波長領域、例えば、可視領域）に孔Ｈの長径Ｌｘを対応させ、目的波長領域外に孔Ｈの短径Ｌｙを対応させる。この結果、目的波長領域において、短径Ｌｙの方向（Ｙ軸方向）の偏光が吸収され、長径Ｌｘの方向（Ｘ軸方向）の偏光が偏光素子１０を透過することになる。
【００２２】
偏光素子を可視領域に適用するためには、長径Ｌｘを１２０ｎｍ超、５００ｎｍ以下、短径Ｌｙを２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下とすることが好ましい。長径Ｌｘは、１３０ｎｍ以上４００ｎｍ以下がより好ましく、１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下がさらに好ましい。短径Ｌｙは、２５ｎｍ以上１１０ｎｍ以下がより好ましく、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、短径Ｌｙの下限値を２０ｎｍとしている理由は後述する。
【００２３】
本発明の第１の実施形態の偏光素子においては、孔Ｈの径（直径）の３．３倍の波長を中心とする波長（中心波長）の光が透過する。このため、長径Ｌｘを１２０ｎｍ超〜５００ｎｍとすると、Ｘ軸方向の偏光について中心波長λｃｘ３９６ｎｍ超〜１６５０ｎｍの光が、偏光素子を透過する。また、短径Ｌｙを１２０ｎｍ以下とすると、Ｙ軸方向の偏光について中心波長λｃｙ３９６ｎｍ以下の光が透過する。即ち、３９６ｎｍ以上の可視領域において、Ｘ軸方向の偏光が透過し、Ｙ軸方向の偏光が吸収される傾向にある。この結果、金属膜１３に入射した非偏光が偏光となって出射する。
【００２４】
孔Ｈの長径Ｌｘと短径Ｌｙの長さの比（アスペクト比（＝Ｌｘ／Ｌｙ））は、２以上、２０以下であることが好ましい。アスペクト比は、２．５以上、１５以下がより好ましく、３以上、１２以下がさらに好ましい。次に示すように、アスペクト比は、偏光素子１０を透過する光の偏光度と、偏光素子１０の透過率の双方に影響を与える。即ち、偏光度と透過率の関係で、アスペクト比の範囲が規定される。
【００２５】
孔Ｈのアスペクト比を大きくすると（すなわち、アスペクト比を、２以上とすると）、偏光素子１０を透過する光の偏光度が大きくなる。即ち、長径Ｌｘは目的波長領域に対応する大きさとし、短径Ｌｙを目的波長領域に対応するように小さくすると（すなわち、アスペクト比は大きくすると）、短径Ｌｙの方向（Ｙ軸方向）の偏光が透過する中心波長が目的波長領域（例えば、可視領域）からより大きく外れることで、目的波長領域におけるＹ軸方向の偏光の強度が小さくなる。一方、長径Ｌｘの方向（Ｘ軸方向）の偏光が透過する中心波長は目的波長領域に対応しており、目的波長領域におけるＸ軸方向の偏光の強度は一定となる。この結果、偏光度は大きくなる。一方、アスペクト比が１５を超えると、偏光子の製造が困難になり歩留りが低下することとなり、好ましくない。
【００２６】
また、上記したように孔Ｈのアスペクト比を大きくすると、偏光素子１０の透過率が小さくなる。即ち、長径Ｌｘは目的波長領域に対応する大きさとし、短径Ｌｙを目的波長領域に対応するように小さくすると（すわわち、アスペクト比は大きくすると）、後述する本発明の偏光素子１０の開口率が小さくなることから、偏光素子１０の透過率が小さくなる。
【００２７】
既述のように、本実施形態では、孔Ｈの短径Ｌｙの下限値を２０ｎｍとしている。孔Ｈの短径Ｌｙを小さくすると偏光度が高くなる。一方、孔Ｈの短径Ｌｙを小さくしすぎると透過率の低下を招く。偏光度と透過率のバランスの観点から、孔Ｈの短径Ｌｙの下限を２０ｎｍとしている。
【００２８】
このように長径Ｌｘの長さと偏光の中心波長λｃｘとが、偏光素子の光学特性に対応する。即ち、偏光素子１０の光学特性には波長依存性がある。この波長依存性を低減するために、金属膜１３に複数個形成されている孔Ｈの長径Ｌｘを、例えば１２０ｎｍ超〜５００ｎｍ以下の範囲内において分布させることが考えられる。具体的には、図１に示すように、金属膜１３の複数の孔Ｈの長径Ｌｘを幾つかの異なる長さとする。このようにして、可視領域において略一定の光学特性を有する偏光素子１０を得ることができる。即ち、ひとつの偏光素子１０によって、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の光を含む白色光の偏光が得られる。
【００２９】
ここで、異なる長径Ｌｘの孔Ｈの複数個は、金属膜１３上に均一に分布していることが好ましい（例えば、金属膜１３上に異なる長径Ｌｘの孔Ｈがランダムに配置されるようにする。）。金属膜１３上での長径Ｌｘの分布にムラが有ると、金属膜１３上の場所によって、光学特性が異なることになる。例えば、ほぼ同一の長径Ｌｘの孔Ｈが近接して存在すると、その箇所ではその長径Ｌｘに対応する中心波長Ｌｃｘの光を通すことになり、波長依存性が大きくなり、好ましくない。
【００３０】
このように、波長依存性を低減するには、長径Ｌｘの長さはある範囲で分布することが好ましい。一方、短径Ｌｙはある範囲で分布させても良いが、一定でも差し支えない。中心波長λｃｙが可視領域から十分外れていれば、短径Ｌｙはそれほど問題ではない。
【００３１】
偏光素子１０の表面積Ｓ０に対する、孔Ｈの開口面積Ｓ１の割合（すなわち、開口率（＝Ｓ１／Ｓ０））は、ある程度大きい方が好ましい。開口率が小さすぎると、偏光素子１０の透過率が低くなる。開口率を大きくすると、偏光素子１０を透過する光の強度が大きくなる。この開口率としては、４０〜７０％の範囲が好ましい。
【００３２】
孔Ｈの配置自体、例えば、隣接する孔Ｈの重心間の距離（ピッチ）は、一定、あるいは不揃いの何れでも差し支えなく、任意に選択することができる。但し、偏光素子１０の波長依存性を低減するには、孔Ｈの間隔、すなわちピッチにある程度の分布を持たせた方が好ましい即ち、金属膜１３上に孔Ｈがランダムに配置されるようにすること（すなわち、孔Ｈのピッチが一定でないようにすること）が好ましい。
隣接する孔Ｈ間のピッチは、５０ｎｍ以上、８００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下がより好ましい。このピッチの範囲とすることにより、プラズモン光増強による輝度の向上が可能となる。
【００３３】
以上のように、偏光素子１０は、異方性の孔Ｈを有する金属膜１３を備え、この孔Ｈの異方性に対応する偏光を透過させる。そして、孔Ｈの長径Ｌｘを制御することで、種々の特性を有する偏光素子１０を得ることができる。また、孔Ｈが金属膜１３に形成されることから、偏光素子１０は比較的耐久性が良い。また、孔Ｈに起因して、プラズモン光増強による輝度の向上が得られる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面２を参照しながら詳細に説明する。
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２実施形態に係る偏光素子２０を表す分解斜視図である。偏光素子２０は、光透過性基板２１、接続膜２２、金属突起２３、保護膜２４を積層した積層体である。但し、接続膜２２を省略して、金属突起２３を光透過性基板２１上に直接配置してもよい。この接続層は、本発明の第１の実施形態において説明したように、光透過性基板１１と金属膜１３とを接合、または積層するための層であり、接合層とも称される。又、金属突起２３とは、金属により形成された凸条部、突状部を総称するものである。
光透過性基板２１、接続膜２２、保護膜２４（光透過性基板２１等）は、第１実施形態での光透過性基板１１、接続膜１２、保護膜１４に対応し、同様の材料、形態を利用できる。このため、光透過性基板２１等は説明を省略する。以下、金属突起２３につき説明する。
【００３５】
複数個のそれぞれの金属突起（すなわちドット状の凸条部）２３は、その底面の形状において一軸異方性を有する。金属突起２３が異方性を有することで、金属突起２３に誘起される表面プラズモンに異方性が生じ、偏光素子２０を透過する光が偏光を帯びるようになる。金属突起２３を例えば、楕円柱形状とし、Ｘ軸方向の一軸異方性を持たせることで（金属突起２３の底面の長径Ｌｘ、短径Ｌｙを異ならせる）、ｘ軸方向、ｙ軸方向それぞれの偏光方向の光の透過率が異なる。
【００３６】
金属突起２３の構成材料として、本発明の第１の実施形態の金属膜１３と同様に、Ａｌ、Ｍｇ、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ｍｇ合金、Ｉｎ合金、またはＡｇ合金を用いることができる。中でも、Ａｌ、Ｍｇ、Ｉｎ、またはＡｇを好ましく用いることができる。
【００３７】
金属突起２３の厚さ（すなわち高さ）は、本発明の第１の実施形態における金属膜１３の厚さと同様に、３０ｎｍ以上、１μｍ以下が好適である。金属突起２３の厚さが３０ｎｍ未満であると、その形状、寸法に依らず金属突起２３自体が光を透過し、金属突起２３の異方性の影響が低減する。金属突起２３の厚さとして、より好ましい範囲は、４０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下、さらに好ましい範囲は、４５ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である。偏光素子１０としての光学特性を発現できる範囲で、金属突起２３の厚さが小さいことが製造上望ましい。金属突起２３において厚さが異なる場合には、その厚さの平均を表す。但し、この場合において最も厚い金属突起２３の厚さは、１μｍ以下とするのが好ましい。
【００３８】
ここでは、金属突起２３がＸ軸方向の異方性を有する。即ち、複数の金属突起２３は、その底面が長径Ｌｘと短径Ｌｙとを有し、かつ複数の金属突起２３の長径Ｌｘの方向（Ｘ軸方向）が同一方向を指向する。ここで、「同一方向を指向する」とは、複数の金属突起２３の長径Ｌｘの方向が略平行であることを意味する。１個の金属突起２３の周囲１００μｍ×１００μｍにおいて、複数の長径の方向が、基準であるＸ軸（場合によってはＹ軸）に対し、複数の長径の方向が±５°以内であることが好ましく、±３°以内であることがより好ましい。
金属突起２３の底面の形状は、Ｘ軸方向に引き延ばされた楕円形状を有する（長径がＸ軸方向）ことが好ましい。しかし、孔Ｈの形状は、楕円形状に限られず、例えば、細長円形状、矩形状、菱形状、細長多角形状でも良い。孔ＨのＸ軸方向の長さ（長径Ｌｘ）がＹ軸方向の長さ（短径Ｌｙ）より大きければ、孔Ｈの形状は、楕円形状、細長円形状、矩形状、菱形状、細長多角形状に限定されることはない。
【００３９】
なお、金属突起２３の厚さを考慮すれば、金属突起２３は２軸方向の異方性を有することになる。但し、表面プラズモン共鳴は金属突起２３の表面近傍のみで生じることから、金属突起２３の厚さがある程度以上（例えば、３０ｎｍ以上、１μｍ以下）であればよいが、金属突起２３の厚さ自体は必ずしも１μｍ以下に限定されない。金属突起２３は、その縦断面が、柱形状、台形状でも、円錐形状でもよい。好ましくは、金属突起２３としては、その上表面が平面であって柱形状ないし台形状をなした、平面視で楕円形状ないし細長円形状をなす金属突起が好ましい。
【００４０】
既述のように、第１の実施形態の偏光素子では、孔Ｈの長径に対応する波長の偏光が透過する。これに対して、本実施形態では、金属突起２３の長径に対応する波長の偏光が吸収される。このように、第１の実施形態での孔Ｈを有する金属膜１３、本実施形態での金属突起２３それぞれで、所定の偏光の透過、吸収によって、結果として、偏光を生成する。第１の実施形態に係る偏光素子１０では孔Ｈの長径方向（Ｘ軸方向）を偏光方向とする偏光が透過する。これに対して、本実施形態に係る偏光素子２０では金属突起２３の長径方向に垂直な方向（Ｙ軸方向）を偏光方向とする偏光が透過する。
【００４１】
偏光素子を可視領域に適用するためには、金属突起２３の長径Ｌｘを１２０ｎｍ超、５００ｎｍ以下とし、短径Ｌｙを１０ｎｍ以上、１２０ｎｍ以下とすることが好ましい。長径Ｌｘは、１３０ｎｍ以上４００ｎｍ以下がより好ましく、１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下がさらに好ましい。短径Ｌｙは、２０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下がより好ましく、２５ｎｍ以上１００ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、短径Ｌｙの下限値を１０ｎｍとしている理由は後述する。
【００４２】
本発明の第２の実施形態の偏光素子においては、金属突起２３の径（直径）の３．３倍の波長（中心波長）を中心とする波長の光が吸収される。このため、長径Ｌｘを１２０ｎｍ超〜５００ｎｍとすると、Ｘ軸方向の偏光について中心波長λｃｘ３９６ｎｍ超〜１６５０ｎｍの光が吸収される。また、短径Ｌｙを１２０ｎｍ以下とすると、Ｙ軸方向の偏光について中心波長λｃｙが３９６ｎｍ以下の光が吸収される。即ち、３９６ｎｍ以上の可視領域において、Ｘ軸方向の偏光が吸収され、Ｙ軸方向の偏光が透過することになる。この結果、金属突起２３に入射した非偏光が偏光となって出射する。
【００４３】
金属突起２３の長径Ｌｘと短径Ｌｙの長さの比（アスペクト比（＝Ｌｘ／Ｌｙ））は、３以上、２０以下であることが好ましい。アスペクト比は、４以上、１５以下がより好ましく、５以上、１２以下がさらに好ましい。
【００４４】
金属突起２３のアスペクト比は、本発明の第１の実施形態における偏光素子１０での孔Ｈのアスペクト比と比べて、下限値が大きい。これは、金属突起２３のアスペクト比が偏光素子２０の透過率に与える影響が、孔Ｈのアスペクト比が偏光素子１０の透過率に与える影響よりも、小さいことによる。この偏光素子２０では、アスペクト比によらず後述する面積占有率は大きい。このため偏光度の向上のためにアスペクト比を大きくすることが許容される。
【００４５】
既述のように、本実施形態では、金属突起２３の短径Ｌｙの下限値を１０ｎｍと、偏光素子１０での第１の実施形態における孔Ｈの短径Ｌｙの下限値より、小さくしている。そのため、金属突起２３の短径Ｌｙを小さくしても、透過率を確保できる（すなわち面積占有率がそれほど低下しない）一方、偏光度は大きくなることによる。
【００４６】
第１の実施形態の偏光素子１０と同様、第２の実施形態の偏光素子２０の光学特性には波長依存性があることになる。この波長依存性を低減するために、複数個形成されている長径Ｌｘを、例えば５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲で分布させることが考えられる。具体的には、図２に示すように、複数の金属突起２３の長径Ｌｘを幾つかの異なる長さとする。このようにして、可視領域において略一定の光学特性を有する偏光素子２０を得ることができる。即ち、ひとつの偏光素子１０によって、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の光を含む白色光の偏光が得られる。
【００４７】
ここで、異なる長径Ｌｘの金属突起２３の複数個は、光透過性基板２１の面上に均一に分布していることが好ましい。光透過性基板２１上での長径Ｌｘの分布にムラが有ると、光透過性基板２１の場所によって、光学特性が異なることになる。
【００４８】
このように、波長依存性を低減するには、長径Ｌｘの長さはある範囲で分布することが好ましい。一方、短径Ｌｙはある範囲で分布させても良いが、一定でも差し支えない。中心波長λｃｙが可視領域から十分外れていれば、短径Ｌｙはそれほど問題ではない。
【００４９】
偏光素子２０の表面積Ｓ０に対する、金属突起２３の面積Ｓ２の割合（すなわち、面積占有率（＝Ｓ２／Ｓ０））は、ある程度大きい方が好ましい。面積占有率が小さすぎると、偏光素子２０を透過する光の偏光度が小さくなる。面積占有率を大きくすることで、偏光素子２０を透過する光の偏光度が大きくなる。この面積占有率としては、３０〜７０％の範囲が好ましい。
【００５０】
金属突起２３の配置自体、例えば、隣接する金属突起２３の重心間の距離（ピッチ）は、一定、あるいは不揃いの何れでも差し支えない。但し、偏光素子２０の波長依存性を低減するには、孔Ｈの間隔にある程度の分布を持たせた方が好ましい。即ち、金属突起２３がランダムに配置されるようにすること（すなわち、金属突起２３のピッチが一定でないようにすること）が好ましい。
隣接する金属突起２３間のピッチは５０ｎｍ以上、８００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下がより好ましい。このピッチの範囲とすることにより、プラズモン光増強による輝度の向上が可能となる。
【００５１】
以上のように、偏光素子２０は、異方性の金属突起２３を備え、この金属突起２３の異方性に対応する偏光を吸収して、偏光を生成する。そして、金属突起２３の長径Ｌｘを制御することで、種々の特性を有する偏光素子２０を得ることができる。また、色素を用いる必要が無いことから、偏光素子２０は比較的耐久性が良い。
【００５２】
（吸収型偏光素子の製造方法）
以下、吸収型偏光素子の製造方法について、説明する。基本的には、モールド（鋳型）を用いたナノインプリントおよび金属の成膜（スパッタリング、蒸着等）によって、孔Ｈを有する金属膜１３あるいは金属突起２３を作製する。以下、詳細を説明する。
【００５３】
Ｉ．偏光素子１０の製造方法
本発明の第１の実施態様に係る偏光素子１０の製造方法の一態様としては、（Ａ）工程にて予めモールドを作製しておき、このモールドを使用して、基本的に以下（Ｉ−Ｂ）〜（Ｉ−Ｅ）の工程を順次経て偏光素子１０を製造するのが好ましい。
【００５４】
Ｉ−Ａ．第１のモールド（モールドＭ１）の作製工程
Ｉ−Ｂ．基材３１に凹凸の孔を有する多孔膜を作製する工程
（光透過性の基材３１面上に、樹脂層を形成し、樹脂層に、所定パターンを有する、複数の孔に対応する突起を有するモールドを接触させ、樹脂層にモールドを接触させた状態で、樹脂層を硬化または固化させ、硬化または固化した樹脂層からモールドを分離して、長径と短径とを有する複数の孔を備え、かつ複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、多孔膜を形成する工程。）
Ｉ−Ｃ．多孔膜３４面への金属膜３５を形成する工程
Ｉ−Ｄ．金属膜３５を剥離する工程
（基材３１から金属膜３５を剥離し、複数の孔に対応する、複数の孔を備える金属膜３５を得る工程。）
Ｉ−Ｅ．光透過性基板１１へ金属膜３５を貼り付ける工程
【００５５】
以下、本発明の吸収型偏光素子を製造するために最終的に使用されるモールド（モールドＭ１という。）の作製の工程（Ａ）について、図３の（Ａ）〜（Ｅ）を参照しながら説明する。
Ｉ−Ａ．モールドＭ１の作製
孔Ｈに対応する形状の凸部Ｐ１を有するモールドＭ１を作製する。基本的にモールドＭ１を作製するに当たっては、モールドＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、およびＭ１４を経て、最終的にモールドＭ１を作製する。ここで、モールドＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、およびＭ１４は、以下のようなものである。
【００５６】
モールドＭ１１：  凹型、非延伸状態のアルミ二ウム板
モールドＭ１２：  凸型、非延伸状態の樹脂フィルム
モールドＭ１３：  凹型、非延伸状態の樹脂フィルム
モールドＭ１４：  凹型、延伸状態の樹脂フィルム
【００５７】
モールドＭ１１からモールドＭ１２が、モールドＭ１２からモールドＭ１３が作製されることから、モールドＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１３において凹型と凸型が交互に現れる。
【００５８】
モールドＭ１１、Ｍ１２、およびＭ１３は、延伸処理前の非延伸状態である。モールドＭ１３を延伸処理することで、モールドＭ１４が作製されることから、モールドＭ１３、Ｍ１４は共に凹型であり、非延伸状態から延伸状態へと移行している。後述のように、モールドＭ１３を延伸するのは、一軸異方性が付与された孔が形成できるようなモールドＭ１を製造するためである。
【００５９】
ここで、複数の方法によって、モールドＭ１を作製することが可能である。最初のモールドＭ１１は、例えば、(ａ)アルミ陽極酸化法、(ｂ)ポリマー相分離法、(ｃ)石英ガラス、シリコン等への微細加工などの方法を利用して作製することができる。前記した、(ｂ)ポリマー相分離、(ｃ)石英ガラス、シリコン等への微細加工においては、直接、凸型のモールドを作製することができるため、モールドＭ１１の作製を省略し、モールドＭ１２を最初のモールドとすることができる。モールドＭ１の作製方法としては、代表的に次の６つの製造方法を用いることができる。概略で述べると、コスト、転写精度、大面積化の点から、下記する製造方法２−１が最も好ましい。
【００６０】
（i）製造方法１−１：アルミニウムからなる基材をアルミ陽極酸化によって最初のモールドＭ１１を作製する。
（ii）製造方法２−１：非相溶な異種高分子ポリマーを用いて相分離構造を形成し、最初のモールドＭ１１を作製する。
（iii）製造方法２−２：非相溶な異種高分子ポリマーを用いて相分離構造を形成し、最初のモールドＭ１２を作製する。
（iv）製造方法３−１：石英ガラス、シリコン等からなる基材への微細加工によって最初のモールドＭ１１を作製する。
（v）製造方法３−２：石英ガラス、シリコン等からなる基材への微細加工によって最初のモールドＭ１２を作製する。
（vi）製造方法４−１：石英ガラス、シリコン等からなる基材への微細加工によってモールドＭ１を作製する。
【００６１】
以下に、上記したモールドＭ１の作製に係る６つの製造方法について順次説明する。
Ｉ−Ａ−１．製造方法１−１（アルミ陽極酸化によって最初のモールドＭ１１を作製する方法）
この製造方法１−１では、次の（１）〜（５）に示すように、モールドＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ１を順次作製し、最終的にモールドＭ１を作製する。
（１）モールドＭ１１（凹型、非延伸状態）：アルミニウムからなる基材をＡｌ陽極酸化によりモールドＭ１１を作製する。
（２）モールドＭ１２（凸型、非延伸状態）：光硬化性樹脂層が形成された基材（アクリル樹脂からなる基材）の光硬化性樹脂層にモールドＭ１１を転写してモールドＭ１２を作製する。
（３）モールドＭ１３（凹型、非延伸状態）：延伸可能な樹脂からなる基材にモールドＭ１２を転写してモールドＭ１３を作製する。
（４）モールドＭ１４（凹型、延伸状態）：モールドＭ１３を延伸してモールドＭ１４を作製する。
（５）モールドＭ１（凸型、延伸状態）：モールドＭ１４を用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材に対し電気鋳造法を利用してモールドＭ１を作製する。
【００６２】
以下、各モールドの作製について、詳述する。
（１）モールドＭ１１の作製（図３（Ａ））
このモールドＭ１１はモールドＭ１の凸部Ｐ１に対応する凹部Ｈ１１を有する。
【００６３】
ここでは、基材としてアルミニウム板を用い、アルミ陽極酸化方法を用いて、凹部Ｈ１１を有するモールドＭ１１を作製する（図３（Ａ））。即ち、モールドＭ１１の基材としてのアルミニウム板等を陽極酸化することで、多孔質（多数のポーラス（孔）を有する）皮膜を形成できる。陽極酸化の条件（例えば、電解質および金属の種類、温度や電圧等）により、ある程度ポーラスの密度、径を制御することも可能である。このようにして形成した多孔質被膜をモールドＭ１１として利用できる。
【００６４】
ここで、金属膜１３の孔Ｈあるいは金属突起２３の長径Ｌｘにある程度の分布を持たせるためには、凹部Ｈ１１の長径、短径は一定でなく、ある程度分布を有することが好ましい。
【００６５】
（２）モールドＭ１２の作製（図３（Ｂ））
陽極酸化を用いて作製されたモールドＭ１１は、柔軟性に欠け、必ずしも延伸に適していない。そこで、凹型のモールドＭ１１から凸型の樹脂モールドＭ１２を作製し、さらに凸型の樹脂モールドＭ１２から凹型の樹脂モールドＭ１３を作製する。
【００６６】
このように、モールドＭ１１から樹脂モールドＭ１２を作製するには、樹脂へのナノインプリント（例えば、光インプリント法、熱インプリント法）を利用できる。
【００６７】
この樹脂モールドＭ１２は、次の手順（ｉ）〜（iv）で表される、光インプリント法（または、熱インプリント法）により作製できる。
（ｉ）基材（例えば、アクリル樹脂からなる基材）の表面に光硬化性組成物または熱可塑性樹脂からなる樹脂層を形成する。
（ii）光硬化性組成物または熱可塑性樹脂からなる樹脂層にモールドＭ１１を押しつける。熱可塑性樹脂の場合、ガラス転移温度（Ｔｇ）または融点（Ｔｍ）以上に加熱した状態で、モールドＭ１１を押しつけるのが好ましい。
（iii）モールドＭ１１を光硬化性組成物または熱可塑性樹脂からなる樹脂層に押しつけた状態で、光硬化性組成物を硬化させる、または、熱可塑性樹脂を固化させる。即ち、樹脂層を硬化または固化する。
光硬化性組成物の場合、放射線（紫外線、電子線等）を照射する。熱可塑性樹脂の場合、ＴｇまたはＴｍより低い温度に冷却する。
（iv）基材からモールドＭ１１を分離する。
なお、以上(i)〜(iv)において、光硬化性組成物に替えて、熱硬化性組成物を用いる場合、加熱により熱硬化性組成物を硬化させる。
上記した光硬化性組成物としては、例えば光硬化性アクリル樹脂、光硬化性エポキシ樹脂などが挙げられ、また熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン（ポリプロピレン、ポリエチレン）などが挙げられる。
【００６８】
（３）樹脂モールドＭ１３の作製（図３（Ｃ））
同様にして、ナノインプリントを用いて、樹脂モールドＭ１２から樹脂モールドＭ１３を作製する。樹脂モールドＭ１３を構成する材料としては、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シクロオレフィン樹脂（ＣＯＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＡ）等の延伸可能な熱可塑性樹脂を利用できる。
【００６９】
（４）モールドＭ１４の作製（図３（Ｄ））
樹脂モールドＭ１３を延伸して異方性を付与する。例えば、Ｘ軸方向に樹脂モールドＭ１３を延伸して、モールドＭ１４を作製する。例えば、樹脂モールドＭ１３に円形状の凹部Ｈ１３が形成されている場合には、円形状の凹部Ｈ１３が変形し、楕円形状の凹部Ｈ１４となる。
【００７０】
延伸方法としては、例えば、樹脂モールドＭ１３をテンター（ｔｅｎｔｅｒ）により、必要な倍率に一軸に延伸する手法が挙げられる。延伸の際に、樹脂モールドＭ１３を構成する樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を大きく上回ると、凹部Ｈ１４が消失するため好ましくない。また、Ｔｇから大幅に低い温度で延伸すると樹脂モールドＭ１３が破壊されるため同様に好ましくない。適度な温度はＴｇ−２０℃〜Ｔｇ＋２０℃である。
また、樹脂モールドＭ１３が薄く、延伸に耐える機械強度を有さない場合、樹脂モールドＭ１３にキャリアフィルムを積層し、積層体として延伸を行うことが好ましい。キャリアフィルムとしてはポリエチレンフィルムが適している。
【００７１】
（５）モールドＭ１の作製（図３（Ｅ））
モールドＭ１４を用いて、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材に対し、Ｎｉで電気鋳造（電気めっき）し、楕円形状の凸部Ｐ１を有するモールドＭ１が作製される。
【００７２】
以上の製造方法１−１においては、モールドＭ１３、Ｍ１４、およびＭ１の作製を省略することも可能である。即ち、延伸可能な樹脂（例えば、熱可塑性樹脂）を用いてモールドＭ１２を作製し、このモールドＭ１２を延伸し、最終的なモールドとして、モールドＭ１に替えて用いることができる。この場合、モールドＭ１１からモールドＭ１２の作製に際して、モールドＭ１１を押しつけた状態で、例えば、熱可塑性樹脂が固化される。
【００７３】
このように作製された、延伸されたモールドＭ１２には、次のような難点があることから、本実施形態では、モールドＭ１を最終的なモールドとしている。即ち、モールドＭ１２は樹脂製なので、Ｎｉ製のモールドＭ１よりも、耐久性に劣る。また、モールドＭ１１からモールドＭ１２への転写は、凹から凸の転写となるため、モールドＭ１２の構成材料を延伸可能な樹脂（例えば、熱可塑性樹脂）とすると、転写精度およびモールドＭ１１へのダメージ低減の点で難がある。転写精度およびモールドＭ１１へのダメージ低減の点から、モールドＭ１２の構成材料として、熱可塑性樹脂より、光硬化性樹脂の方が好ましい。
【００７４】
以上の理由から、本実施形態では、モールドＭ１２を延伸することなく、新たな樹脂に転写してモールドＭ１３を作製している。但し、このような点がさほど問題にならないのであれば、延伸可能な樹脂を用いたモールドＭ１２を延伸し、最終的なモールドとしても良い。
【００７５】
Ｉ−Ａ−２．製造方法２−１（ポリマー相分離構造の最初のモールドＭ１１を作製する方法）
この製造方法２−１では、次の（１）〜（５）に示すように、モールドＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ１の順に、モールドＭ１を作製する。
（１）モールドＭ１１（凹型、非延伸状態）：モールド基材として互いに非相溶な異種高分子ポリマーを用いて相分離構造を形成し、次いでエッチングによりモールドＭ１１作製する。
（２）モールドＭ１２（凸型、非延伸状態）：光硬化性樹脂層が形成された基材（アクリル樹脂からなる基材）の光硬化性樹脂層にモールドＭ１１を転写してモールドＭ１２を作製する。
（３）モールドＭ１３（凹型、非延伸状態）：延伸可能な樹脂にモールドＭ１２を転写してモールドＭ１３を作製する。
（４）モールドＭ１４（凹型、延伸状態）：モールドＭ１３を延伸してモールドＭ１４を作製する。
（５）モールドＭ１（凸型、延伸状態）：モールドＭ１４を用いて、PETからなる基材に対し電気鋳造法を利用してモールドＭ１を作製する。
【００７６】
既述のように、ここでは、ポリマー相分離構造を用いて、凹部Ｈ１１を有するモールドＭ１１を作製する（図３（Ａ））。
互いに非相溶な異種高分子（例えば、メチルメタクリレート（以下、ＭＭＡという）とスチレン（以下、ＳＴという））が結合されたブロック共重合体は、種々の相分離構造を採ることが知られている。例えば、ＳＴの比率を８０〜６０体積％、ＭＭＡの比率を２０〜４０体積％（ＳＴリッチ（ｒｉｃｈ））のブロック共重合体は、円筒形状の相（ＭＭＡ相）、このＭＭＡ相を取り囲む相（ＳＴ相）が入り組んだシリンダ構造となる。そして、このシリンダ構造のブロック共重合体を酸素プラズマで処理し、ＭＭＡ相部分を酸化、除去することで（すなわち、ドライエッチング）、円筒形状の孔を有する構造物が形成される。このようにして形成された構造物をモールドＭ１１として利用できる。なお、ドライエッチングに替えて、ウェットエッチングを用いることも可能である。
【００７７】
以上のように、ＳＴリッチのブロック共重合体を用いて、凹型のモールドＭ１１を作製できる。その後は、製造方法１−１と同様の手法により、モールドＭ１を作製できる。
【００７８】
以上の製造方法２−１において、モールドＭ１２、Ｍ１３の作製を省略することも可能である。即ち、延伸可能な樹脂（例えば、熱可塑性樹脂）を用いたポリマー相分離構造の形成により、モールドＭ１１を作製し、このモールドＭ１１を延伸してモールドＭ１４を形成し、モールドＭ１を形成する。
【００７９】
モールドＭ１１を延伸して形成されたモールドＭ１４には、次のような難点がある。即ち、モールドＭ１１をマスターとして残し、モールドＭ１の再現性を確保することが好ましいところ、マスターを残すことができない。また、作製時のエッチングにより、モールドＭ１１の強度が低下し、延伸時に破壊する可能性もある。
【００８０】
以上の理由から、本実施形態では、モールドＭ１１を延伸することなく、新たな樹脂に転写してモールドＭ１２を作製している。但し、このような点がさほど問題にならないのであれば、延伸可能な樹脂を用いたモールドＭ１１を延伸し、モールドＭ１４として使用してもよい。
【００８１】
Ｉ−Ａ−３．製造方法２−２（ポリマー相分離構造によって最初のモールドＭ１２を作製する方法）
この製造方法２−１では、ポリマー相分離構造によってモールドＭ１１を作製した。これに対して、ポリマー相分離構造を用いて、凸部Ｈ１２を有するモールドＭ１２を作製することも可能である。この場合、モールドＭ１１の作製は不要となる。
【００８２】
製造方法２−２では、次の（１）〜（４）に示すように、モールドＭ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ１の順に、モールドＭ１を作製する。
（１）モールドＭ１２（凸型、非延伸状態）：基材への相分離構造を採ることが可能なブロック共重合体の塗布、ポリマー相分離構造の形成およびエッチングによりモールドＭ１２を作製する。
（２）モールドＭ１３（凹型、非延伸状態）：延伸可能な樹脂にモールドＭ１２を転写してモールドＭ１３を作製する。
（３）モールドＭ１４（凹型、延伸状態）：モールドＭ１３を延伸してモールドＭ１４を作製する。
（４）モールドＭ１（凸型、延伸状態）：モールドＭ１４を用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材に対し電気鋳造法を利用してモールドＭ１を作製する。
【００８３】
即ち、ＭＭＡリッチ（例えば、ＭＭＡの比率を８０〜６０体積％、ＳＴの比率を２０〜４０体積％）のブロック共重合体を用いて、凸型のモールドＭ１１を作製できる。この場合、ブロック共重合体は、円筒形状のＳＴ相、ＳＴ相を取り囲むＭＭＡ相が入り組んだシリンダ構造となる。このシリンダ構造のブロック共重合体を酸素プラズマで処理し、ＭＭＡ相部分を酸化、除去することで、円筒形状の凸部を有する構造物が形成される。このように、ＭＭＡリッチのＭＭＡ−ＳＴ−ブロック共重合体を用いて、凸型のモールドを作製できる。このようにして形成された構造物をモールドＭ１２として利用できる。
【００８４】
一般に、凸型のモールドを作ることは凹型のモールドを作るより難しいので、製造方法２−１の方が製造方法２−２より好ましい。
【００８５】
Ｉ−Ａ−４．製造方法３−１（シリコン、石英ガラス等の基材への微細加工によって最初のモールドＭ１１を作製する方法）
この製造方法３−１では、次の（１）〜（５）に示すように、モールドＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ１の順に、モールドＭ１を作製する。
（１）モールドＭ１１（凹型、非延伸状態）：ＥＢ直描画により、または、パターニングされたレジストマスクもしくはポリマー相分離構造をベースとして作製した樹脂マスクを用いて、シリコン、石英ガラス等の基材面を微細加工することで（エッチング等）、モールドＭ１１を作製する。
（２）モールドＭ１２（凸型、非延伸状態）：光硬化性樹脂等にモールドＭ１１を転写してモールドＭ１２を作製する。
（３）モールドＭ１３（凹型、非延伸状態）：延伸可能な樹脂にモールドＭ１２を転写して作製する。
（４）モールドＭ１４（凹型、延伸状態）：モールドＭ１３を延伸してモールドＭ１４を作製する。
（５）モールドＭ１（凸型、延伸状態）：モールドＭ１４を用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材に対し電気鋳造法を利用してモールドＭ１を作製する。
【００８６】
既述のように、ここでは、シリコン、石英ガラス等への微細加工を用いて、凹部Ｈ１１を有するモールドＭ１１を作製する（図３（Ａ））。
ＥＢ直描画により、シリコン、石英ガラス等の基板をエッチングして、多数の凹部を形成してもよい。マスクを用いて、シリコン基板をエッチングして、多数の凹部を形成してもよい。マスクとして、パターニングされたレジストマスクを用いることができる。さらに、次に示すように、ポリマー相分離構造をベースとして作製した樹脂マスクを用いることもできる。
【００８７】
例えば、シリコン基板上に、ＳＴ（スチレン）と４ＶＰ（４−ビニルピリジン）のブロック共重合体の溶液を塗布し、薄膜を形成する。このブロック共重合体は、円筒形状の相（４ＶＰ相）と、この４ＶＰ相を取り囲む相（ＳＴ相）と、が入り組んだシリンダ構造を採る。このシリコン基板を希フッ酸水溶液に浸漬させると、４ＶＰ相中のピリジンのプロトン化によって、４ＶＰ相−シリコン基板の界面のフッ化物イオンは局所的に高濃度となる。この結果、４ＶＰ相の円筒形状に対応して、シリコン基板がウェットエッチングされ、円筒形状の孔を有する構造物が形成される。即ち、ブロック共重合体をマスクとして、シリコン基板がエッチングされ、多数の孔が形成される。その後、シリコン基板からブロック共重合体の薄膜を除去し、多数の孔が形成されたシリコン基板をモールドＭ１１として使用できる。
【００８８】
以上の製造方法３−１において、モールドＭ１３、Ｍ１４、およびＭ１の作製を省略することも可能であること、しかし、モールドＭ１２を延伸することなく、新たな樹脂に転写してモールドＭ１３を作製するのが好ましいことは、製造方法１−１で述べたのと同様である。
【００８９】
Ｉ−Ａ−５．製造方法３−２（シリコン、石英ガラス等への微細加工によって最初のモールドＭ１２を作製する方法）
この製造方法３−２では、次の（１）〜（４）に示すように、モールドＭ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ１の順に、モールドＭ１を作製する。
（１）モールドＭ１２（凸型、非延伸状態）：ＥＢ直描画により、または、パターニングされたレジストマスクもしくはポリマー相分離構造をベースとして作製した樹脂マスクを用いて、シリコン、石英ガラス等を微細加工することで（エッチング等）、作製する。
（２）モールドＭ１３（凹型、非延伸状態）：延伸可能な樹脂にモールドＭ１２を転写して作製する。
（３）モールドＭ１４（凹型、延伸状態）：モールドＭ１３を延伸して作製する。
（４）モールドＭ１（凸型、延伸状態）：モールドＭ１４を用いた電鋳により作製する。
【００９０】
また、製造方法３−１では、シリコン、石英ガラス等への微細加工によってモールドＭ１１を作製した。これに対して、シリコン、石英ガラス等への微細加工を用いて、凸部Ｈ１２を有するモールドＭ１２を作製することも可能である。この場合、モールドＭ１１の作製は不要となる。マスクのパターンを変更することで、凸型のモールドを作製できる。
【００９１】
６．製造方法４−１（石英ガラス、シリコン等への微細加工によってモールドＭ１を作製する）
この製造方法３−２では、異方性を有するモールドＭ１を直接作製する。例えば、石英ガラス基板への電子線加工等により、楕円形状の凸部Ｐ１を有するモールドＭ１を作製する。この製造方法は簡便ではあるが、加工プロセスに費用がかかる。また、モールドＭ１の再現性を確保するためには、原盤としてＭ１を保存することが好ましいが、モールドＭ１を実際の生産に使用するため、モールドＭ１の破損の可能性も高く、破損した場合、新たにモールドＭ１を作製する必要がある。
【００９２】
孔の異方性の付与は種々の段階で実行可能である。例えば、後述の金属膜３５の貫通孔Ｈ３５の形状を円形状とし、この金属膜３５を延伸することで、貫通孔Ｈ３５の形状を楕円形状とすることも考えられる。
【００９３】
Ｉ−Ｂ．基材３１に凹凸の孔を有する多孔膜を作製する工程（図４（Ａ）〜（Ｃ））
次のようにして、既述の光インプリント法（熱インプリント法）により、基材３１上に多孔膜３４を作製する。
（ｉ）基材３１（例えば、アクリル樹脂からなる基材）上に樹脂層３２を形成する（図４（Ａ））。
樹脂層３２は、光硬化性組成物、熱硬化性組成物、または熱可塑性樹脂からなることが好ましい。室温で実施できること、生産性が高いこと、形状再現性が高いことから、光硬化性組成物が好ましい。
（ii）樹脂層３２にモールドＭ１を押しつける（図４（Ｂ））。樹脂層３２が熱可塑性樹脂である場合、ガラス転移温度（Ｔｇ）または融点（Ｔｍ）以上に加熱した状態で、モールドＭ１を押しつける。
（iii）モールドＭ１を樹脂層３２に押しつけた状態で、光硬化性組成物または熱硬化性組成物を硬化させる、または熱可塑性樹脂を固化する（図４（Ｂ））。
（iv）基材３１からモールドＭ１を分離する（図４（Ｃ））。
以上のようにして、凹部Ｈ３３を有する膜３３が形成される。
膜３３をエッチングし、凹部Ｈ３３の底を貫通させてもよい。この結果、貫通孔Ｈ３４を有する多孔膜３４が形成される（図５（Ａ））。         
【００９４】
Ｉ−Ｃ．多孔膜３４への金属膜の形成工程（図５（Ｂ））
スパッタリング、蒸着等の等方的成膜法により、多孔膜３４上にＡｌ等の金属膜３５を形成する。等方的成膜方法を用いることで、多孔膜３４上および貫通孔Ｈ３４の底（基材３１上）の双方に金属膜３５が形成される。ここで、多孔膜３４上に形成された金属膜３５は、偏光素子１０の金属膜１３に対応する。一方、貫通孔Ｈ３４の底（すなわち、基材３１上）に形成された金属膜３５は、偏光素子２０の金属突起２３に対応する。
【００９５】
ここで、多孔膜３４上での金属膜３５の厚さを、多孔膜３４の厚さ（貫通孔Ｈ３４の深さ）以下とすることが好ましい。多孔膜３４上に形成された金属膜３５の厚さが大きすぎると、多孔膜３４上に形成された金属膜３５と貫通孔Ｈ３４の底（基材３１上）に形成された金属膜３５が一体化され、次の工程（金属膜３５の剥離）での分離が困難となる可能性がある。金属膜３５の厚さがある程度小さいと、多孔膜３４上に形成された金属膜３５と貫通孔Ｈ３４の底（基材３１上）に形成された金属膜３５が、貫通孔Ｈ３４の側面で区分された状態となる。その結果、次の工程（金属膜３５の剥離）の際に、金属膜３５が多孔膜３４上と、貫通孔Ｈ３４の底上とのそれぞれに分離されることになる。
【００９６】
Ｉ−Ｄ．金属膜３５の剥離工程（図５（Ｃ））
多孔膜３４を溶剤で溶解等して除去することで、楕円形状の貫通孔Ｈ３５を有する金属膜３５が剥離される。既述のように、この剥離の際に、金属膜３５は、多孔膜３４上に形成された金属膜３５と、貫通孔Ｈ３４の底（基材３１）上に形成された金属膜３５とに分離される。その結果、剥離された金属膜３５は、孔Ｈ３５を有し、偏光素子１０の金属膜１３に対応する。
【００９７】
Ｉ−Ｅ．光透過性基板１１への貼り付け工程（図６、および図１）
図６は、剥離された金属膜３５を、接続膜１２を介して、光透過性基板１１に貼り付けた状態を表す。図１はその後に保護膜１４を形成した状態を表す。既述のように、図６の金属膜３５は、図１の金属膜１３と対応する。
【００９８】
ＩＩ．偏光素子２０の製造方法（図７、および図２）
本発明の第２の実施形態に係る偏光素子２０の製造方法の一態様は、以下の工程を有する。
まず、光透過性基板上に、長径と短径とを有する複数の孔を備え、かつ複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、多孔膜を形成する。
次に、多孔膜上、および、複数の孔内の基板上に金属膜を形成する。
次に、基板から、多孔膜および多孔膜上の金属膜を除去し、複数の孔内の基板上の金属膜として、複数の金属突起を得る。
【００９９】
偏光素子２０の製造方法は、前述の「Ｉ．偏光素子１０（第１の実施形態）の製造方法。（Ｉ−Ａ）〜（Ｉ−Ｅ）」の工程」の途中まで、すなわち、（Ｉ−Ｃ）「多孔膜３４上への金属膜の形成工程」まで、偏光素子１０の製造方法と同一の工程を採用できる。但し、基材３１として光透過性のものを用いる。多孔膜３４を溶剤で溶解等して除去することで、多孔膜３４と共に、金属膜３５が除去される（リフトオフ）。このとき、「Ｄ．金属膜３５の剥離工程」で説明したように、金属膜３５は、多孔膜３４上に形成された金属膜３５と、貫通孔Ｈ３４の底（基材３１）上に形成された金属膜３５とに分離される。その結果、金属突起３６（偏光素子２０の金属突起２３に対応）を有する基材３１が残される（図７）。金属突起３６上に保護膜２４を形成すると、偏光素子２０に対応する構造が形成される（図２）。
【０１００】
図４〜図７に示されるように、偏光素子１０、２０を並行して作製することが可能である。即ち、金属膜の形成工程において、比較的等方的な成膜方法（例えば、垂直方向からの蒸着）を用いることで、金属膜３５、金属突起３６が同時に作製される。
これに対して、より異方的な成膜方法（例えば、斜め方向からの蒸着法（すなわち、斜方蒸着法））を用いて、偏光素子１０を作製することも可能である。以下、この斜方蒸着法による偏光素子の製法について説明する。
【０１０１】
ＩＩＩ．異方的な成膜方法を用いた偏光素子１０の製造方法（図８、および図１）
本発明の第１の実施形態に係る偏光素子１０の製造方法の他の態様は、以下の工程を有する。
まず、光透過性基板上に、長径と短径とを有する複数の孔を備え、かつ複数の孔の長径の方向が同一方向を指向する、多孔膜を形成する。
次に、斜方蒸着により、多孔膜上に金属膜を形成する。
【０１０２】
ここでは、図８に示すように、貫通孔Ｈ３４の短軸方向（Ｙ軸方向）Ａ１からの斜方蒸着により、多孔膜３４上にＡｌ等の金属膜３７を形成する。この場合、多孔膜３４の上に優先的に成膜され、貫通孔Ｈ３４内への成膜は制限される。この結果、貫通孔Ｈ３７を有する金属膜３７が多孔膜３４上に形成される。金属膜３７上に保護膜１４を形成すると、図１に対応する偏光素子１０が形成される。
図８は、積層された基材３１、多孔膜３４に金属膜３７を形成した状態を表す。図１はその後に保護膜１４を形成した状態を表す。図８の基材３１、金属膜３７はそれぞれ、図１の光透過性基板１１、金属膜１３と対応する。
【０１０３】
ＩＶ．異方的な成膜方法を用いた偏光素子２０の製造方法
本発明の第２の実施形態に係る偏光素子２０の製造方法の他の態様としては、（ＩＶ−Ａ）工程にて予めモールドを作製しておき、このモールドを使用して、基本的に以下（ＩＶ−Ｂ）〜（ＩＶ―Ｃ）の工程を順次経て偏光素子２０を製造するのが好ましい。
ＩＶ−Ａ．モールドＭ２の作製する工程
ＩＶ−Ｂ．凸部Ｐ４３を有する膜４３を作製する工程
（光透過性の基材面上に、樹脂層を形成し、樹脂層に、所定パターンを有する、複数の孔に対応する突起を有するモールドを接触させ、樹脂層にモールドを接触させた状態で、樹脂層を硬化または固化させ、硬化または固化した樹脂層からモールドを分離して、基材上に、長径と短径とを有する複数の突起を備え、かつ複数の突起の長径の方向が同一方向を指向する、複数の突起を形成する工程。）
ＩＶＣ．凸部Ｐ４３へ金属膜を形成する工程
【０１０４】
上記最初の複数の突起を形成する工程としては、基材上に、樹脂層を形成し、樹脂層に、複数の突起に対応する孔を有するモールドを接触させ、樹脂層にモールドを接触させた状態で、樹脂層を硬化または固化させ、硬化または固化した樹脂層からモールドを分離する方法が好ましい。このモールドを作製する方法を、下記、「Ａ．モールドＭ２の作製」に説明する。
【０１０５】
ＩＶ−Ａ．モールドＭ２の作製（図９（Ａ）〜（Ｅ））
金属突起２３に対応する形状の凹部Ｈ２を有するモールドＭ２を作製する。基本的には、次のようにモールドＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、およびＭ２４を経て、最終的にモールドＭ２を作製する。
ここで、モールドＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４は、以下のようなものである。
モールドＭ２１：  凹型、非延伸状態のシリコン基板
モールドＭ２２：  凸型、非延伸状態の樹脂フィルム
モールドＭ２３：  凹型、非延伸状態の樹脂フィルム
モールドＭ２４：  凹型、延伸状態の樹脂フィルム
【０１０６】
モールドＭ１と同様、複数の方法によって、モールドＭ２を作製することが可能である。モールドＭ２１の作製を省略し、モールドＭ２２を最初のモールドとする場合、例えば、モールドＭ２２は、(ａ)アルミ陽極酸化法、(ｂ)ポリマー相分離法、(ｃ)石英ガラス、シリコン等への微細加工などの方法を利用してモールドＭ２２を作製することができる。前記した(ｃ)石英ガラス、シリコン等への微細加工においては、直接、凸型のモールドを作製することができるため、モールドＭ２１を最初のモールドとすることができる。このため、モールドＭ２の作製方法として、代表的に次の６つの製造方法を用いることができる。
【０１０７】
（i）製造方法１−２：アルミニウムからなる基材をアルミ陽極酸化によって最初のモールドＭ２２を作製する。
（ii）製造方法２−３：非相溶な異種高分子ポリマーを用いて相分離構造を形成し、モールドＭ２２を作製する。
（iii）製造方法２−４：非相溶な異種高分子ポリマーを用いて相分離構造を形成し、最初のモールドＭ２１を作製する。
（iv）製造方法３−３：石英ガラス、シリコン等からなる基材への微細加工によって最初のモールドＭ２２を作製する。
（v）製造方法３−４：石英ガラス、シリコン等からなる基材への微細加工によって最初のモールドＭ２１を作製する。
（vi）製造方法４−２：石英ガラス、シリコン等からなる基材への微細加工によってモールドＭ２を作製する。
【０１０８】
ＩＶ−Ａ−１．製造方法１−２（アルミ陽極酸化によって最初のモールドＭ２２を作製する方法）
この製造方法１−２では、次の（１）〜（４）に示すように、モールドＭ２２、Ｍ２３、Ｍ２４、Ｍ２の順に、モールドＭ２を作製する。
（１）モールドＭ２２（凹型、非延伸状態）：アルミニウムからなる基材をＡｌ陽極酸化によりモールドＭ２２を作製する。
（２）モールドＭ２３（凸型、非延伸状態）：延伸可能な樹脂からなる基材にモールドＭ２２を転写してモールドＭ２３を作製する。
（３）モールドＭ２４（凸型、延伸状態）：モールドＭ２３を延伸してモールドＭ２４を作製する。
（４）モールドＭ２（凹型、延伸状態）：モールドＭ２４を用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材に対し電気鋳造法を利用してモールドＭ２を作製する。
【０１０９】
上記（１）〜（４）における工程の詳細は、「製造方法１−１」で説明したのと同様である。
【０１１０】
ＩＶ−Ａ−２．製造方法２−３（ポリマー相分離構造によって最初のモールドＭ２２を作製する方法）
この製造方法２−３では、次の（１）〜（４）に示すように、モールドＭ２２、Ｍ２３、Ｍ２４、Ｍ２の順に、モールドＭ２を作製する。
（１）モールドＭ２２（凹型、非延伸状態）：非相溶な異種高分子ポリマーを用いて相分離構造を形成し、次いでエッチングによりモールドＭ２２を作製する。
（２）モールドＭ２３（凸型、非延伸状態）：延伸可能な樹脂からなる基材にモールドＭ２２を転写してモールドＭ２３を作製する。
（３）モールドＭ２４（凸型、延伸状態）：モールドＭ２３を延伸してモールドＭ２４を作製する。
（４）モールドＭ２（凹型、延伸状態）：モールドＭ２４を用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材に対し電気鋳造法を利用してモールドＭ２を作製する。
【０１１１】
上記（１）〜（４）における工程の詳細は、本発明の第１の実施形態の偏光素子の製造方法において説明した「（ii）製造方法２−１」、「（iii）製造方法２−２」の方法と同様である。
【０１１２】
上記した製造方法２−３において、モールドＭ２３、Ｍ２４、Ｍ２の作製を省略することも可能である。即ち、延伸可能な樹脂（例えば、熱可塑性樹脂）を用いたポリマー相分離構造の形成により、モールドＭ２２を作製し、このモールドＭ２２を延伸し、最終的なモールドとして、モールドＭ２に替えて用いる。
【０１１３】
この最終的なモールド（延伸されたモールドＭ２２）には、次のような難点があることから、本実施形態では、モールドＭ２を最終的なモールドとしている。即ち、モールドＭ２２をマスターとして残し、モールドＭ２の再現性を確保することが好ましい。また、作製時のエッチングにより、モールドＭ２２の強度が低下し、延伸時に破壊する可能性もある。
【０１１４】
以上の理由から、本実施形態では、モールドＭ２２を延伸することなく、新たな樹脂に転写してモールドＭ２３を作製している。但し、このような点がさほど問題にならないのであれば、延伸可能な樹脂を用いたモールドＭ２２を延伸し、最終的なモールドとしても良い。
【０１１５】
ＩＶ−Ａ−３．製造方法２−４（ポリマー相分離構造によって最初のモールドＭ２１を作製する）
この製造方法２−４では、次の（１）〜（５）に示すように、モールドＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４、Ｍ２の順に、モールドＭ２を作製する。
（１）モールドＭ２１（凸型、非延伸状態）：非相溶な異種高分子ポリマーを用いて相分離構造を形成し、次いでエッチングによりモールドＭ２１を作製する。
（２）モールドＭ２２（凹型、非延伸状態）：光硬化性樹脂層が形成された基材（アクリル樹脂からなる基材）の光硬化性樹脂層にモールドＭ２１を転写してモールドＭ２２を作製する。
（３）モールドＭ２３（凸型、非延伸状態）：延伸可能な樹脂からなる基材にモールドＭ２２を転写して作製する。
（４）モールドＭ２４（凸型、延伸状態）：モールドＭ２３を延伸してモールドＭ２４を作製する。
（５）モールドＭ２（凹型、延伸状態）：モールドＭ２４を用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材に対し電気鋳造法を利用してモールドＭ２を作製する。
【０１１６】
上記（１）〜（５）における工程の詳細は、本発明の第１の実施形態の偏光素子の製造方法において説明した「（ii）製造方法２−１」、「（iii）製造方法２−２」の方法と同様である。凸型のモールドを作ることは凹型のモールドを作るより難しいので、製造方法２−３の方が製造方法２−４より好ましい。
【０１１７】
ＩＶ−Ａ−４．製造方法３−３（シリコン、石英ガラス等への微細加工によって最初のモールドＭ２２を作製する）
この製造方法３−３では、次の（１）〜（４）に示すように、モールドＭ２２、Ｍ２３、Ｍ２４、Ｍ２の順に、モールドＭ２を作製する。
（１）モールドＭ２２（凹型、非延伸状態）：ＥＢ直描画により、または、パターニングされたレジストマスクもしくはポリマー相分離構造をベースとして作製した樹脂マスクを用いて、シリコン、石英ガラス等の基材面を微細加工することで（エッチング等）、モールドＭ２２を作製する。
（２）モールドＭ２３（凸型、非延伸状態）：延伸可能な樹脂からなる基材にモールドＭ２２を転写してモールドＭ２３を作製する。
（３）モールドＭ２４（凸型、延伸状態）：モールドＭ２３を延伸してモールドＭ２４を作製する。
（４）モールドＭ２（凹型、延伸状態）：モールドＭ２４を用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材に対し電気鋳造法を利用してモールドＭ２を作製する。
【０１１８】
上記（１）〜（４）における工程の詳細は、本発明の第１の実施形態の偏光素子の製造方法において説明した「（iv）製造方法３−１」、および「（ｖ）製造方法３−２」の方法と同様である。
【０１１９】
ＩＶ−Ａ−５．製造方法３−４（シリコン、石英ガラス等の基材面への微細加工によってモールドＭ２１を作製する）
この製造方法３−４では、次の（１）〜（５）に示すように、モールドＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４、Ｍ２の順に、モールドＭ２を作製する。
（１）モールドＭ２１（凸型、非延伸状態）：ＥＢ直描画により、または、パターニングされたレジストマスクもしくはポリマー相分離構造をベースとして作製した樹脂マスクを用いて、シリコン、石英ガラス等の基材面を微細加工することで（エッチング等）、モールドＭ２１を作製する。
（２）モールドＭ２２（凹型、非延伸状態）：光硬化性樹脂層が形成された基材（アクリル樹脂からなる基材）の光硬化性樹脂層にモールドＭ２１を転写してモールドＭ２２を作製する。
（３）モールドＭ２３（凸型、非延伸状態）：延伸可能な樹脂からなる基材にモールドＭ２２を転写してモールドＭ２３を作製する。
（４）モールドＭ２４（凸型、延伸状態）：モールドＭ２３を延伸してモールドＭ２３を作製する。
（５）モールドＭ２（凹型、延伸状態）：モールドＭ２４を用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材に対し電気鋳造法を利用してモールドＭ２を作製する。
【０１２０】
上記（１）〜（５）における工程の詳細は、本発明の第１の実施形態の偏光素子の製造方法において説明した「（iv）製造方法３−１」、および「（ｖ）製造方法３−２」の方法と同様である。
【０１２１】
ＩＶ−Ａ−６．製造方法４−２（シリコン、石英ガラス等への微細加工によってモールドＭ２を作製する）
形成される金属突起が異方性を有するように、モールドＭ２を直接、作製する。例えば、石英ガラス基板への電子線加工等により、楕円形状の凹部Ｈ２を有するモールドＭ２を作製する。この製造方法は簡便ではあるが、加工プロセスに費用がかかる。また、モールドＭ１の再現性を確保することが好ましいところ、マスターを残すことができない。
【０１２２】
以上のモールドＭ２の作製法のなかでは、コスト、転写精度、大面積化の点から、製造方法２−３が最も好ましい。
また、モールドＭ１、Ｍ２の製造方法を比較すると、一般に、モールドＭ１の製造方法が精度の点でより有利である。モールドＭ２３は、延伸可能な樹脂を用いることから、モールドＭ２２からの熱インプリントにより作製される。即ち、モールドＭ２の製造工程において、「凹型のモールドＭ２２からの熱インプリント」が用いられる。このため、「凹型のモールドからの熱インプリント」を製造上必要としないモールドＭ１は、モールドＭ２よりも、精度の点でより有利である。但し、「凹型のモールドＭ２２からの熱インプリント」を用いないモールドＭ２の製造方法（例えば、「製造方法４−２」でのモールドＭ２の直接作製）では、このような難点を有しない。
【０１２３】
ＩＶ−Ｂ．凸部Ｐ４３を有する膜４３の作製工程（図１０（Ａ）〜（Ｃ））
次のようにして、既述の光インプリント法（熱インプリント法）により、基材４１上に凸部Ｐ４３を有する膜４３を作製する。
（ｉ）基材４１上に樹脂層４２を形成する（図１０（Ａ））。樹脂層４２は、光硬化性組成物、熱硬化性組成物、または熱可塑性樹脂からなることが好ましい。
（ii）樹脂層４２にモールドＭ２を押しつける（図１０（Ｂ））。樹脂層３２が熱可塑性樹脂である場合、ガラス転移温度（Ｔｇ）または融点（Ｔｍ）以上に加熱した状態で、モールドＭ１を押しつける。
（iii）モールドＭ１を樹脂層４２に押しつけた状態で、光硬化性組成物または熱硬化性組成物を硬化させる、または熱可塑性樹脂を固化させる（図１０（Ｂ））。
（iv）基材３１からモールドＭ２を分離する（図１０（Ｃ））。
以上のようにして、凸部Ｐ４３を有する膜４３が形成される。
【０１２４】
ＩＶ−Ｃ．凸部Ｐ４３への金属膜の形成工程（図１１、および図２）
本実施形態では、図１１に示すように、異方的成膜法により、凸部Ｐ４３上に金属膜（金属突起Ｐ４４）を形成する。即ち、凸部Ｐ４３の長径方向（Ｘ軸方向）Ａ２からの斜方蒸着により、凸部Ｐ４３上に金属膜（金属突起Ｐ４４）を形成する。この場合、凸部Ｐ４３に優先的に成膜され、膜４３上への成膜は制限される。この結果、金属突起Ｐ４４が形成される。金属突起Ｐ４４上に保護膜２４を形成すると、図２に対応する偏光素子２０が形成される。
図１１は、積層された基材４１、膜４３の凸部Ｐ４３に金属突起Ｐ４４を形成した状態を表す。図２はその後に保護膜１４を形成した状態を表す。図１１の基材４１、金属突起Ｐ４４はそれぞれ、図２の光透過性基板２１、金属突起２３と対応する。
【０１２５】
以上のようにして、吸収型で、高耐久性、薄型の偏光素子１０、２０を形成できる。偏光素子１０、２０は、保護膜１４、２４により、金属膜１３、金属突起２３が保護される。
【実施例】
【０１２６】
以下、本発明の実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、これらに限定されない。
［実施例１］
実施例１は、前述した製造方法４−１に対応する。即ち、電子線加工によって凸部を有するモールドＭ１（後述の石英製透明モールド）が作製され、このモールドＭ1を使用して最終的に作製された偏光素子は図１に対応する。【０１２７】
（光硬化性組成物Ｘの調製）
バイヤル容器（内容積６ｍＬ）に、EBECRYL150（商品名）（変性ビスフェノールAジアクリレート、ダイセル・サイテック社製）の０．５５ｇ、HDDA（1、6-ヘキサンジオールジアクリレート、新中村化学社製）の０．４５ｇ、および光重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名：イルガキュア９０７）の０．０４ｇを加えて混合し、粘度が１０００ｍＰａ・ｓの光硬化性組成物Ｘを調製する。【０１２８】
（凹部Ｈ３３を有する膜３３の作製）
基材３１面に凹部Ｈ３３を有する膜３３を作製する（図４（Ａ）〜（Ｃ））。即ち、基材３１、例えば、厚さ０．５ｍｍの８インチ石英ガラス基板（旭硝子社製：商品名：ＡＱ）面に、ポリイミド（宇部興産社製：Ｕ−ワニス）をスピンコートにより塗布後、３００℃にて焼成し、厚さ５００ｎｍのポリイミドの塗膜を形成する。その上に、光硬化性組成物Ｘをスピンコート法により塗布し、厚さ１００ｎｍの光硬化性組成物の塗膜（光硬化性組成物の層３２）を形成する（図４（Ａ））。【０１２９】
電子線加工により複数の楕円形状の凸部が形成された石英ガラス製透明モールドからなるモールドＭ１（面積：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、パターン面積：１００ｍｍ×１００ｍｍ、凸部の長径Ｌｘ：２００ｎｍ〜３００ｎｍ、凸部の短径Ｌｙ：３０〜５０ｎｍ、凸部の高さ：８０ｎｍ、凸部のピッチ：１００ｎｍ〜６００ｎｍ）を２５℃にて０．５ＭＰａ（ゲージ圧）で上記光硬化性組成物の塗膜に押しつけ、凸部が光硬化性組成物の塗膜（光硬化性組成物の層３２）に接するようにする（図４（Ｂ））。【０１３０】
光硬化性組成物の塗膜（光硬化性組成物の層３２）に石英ガラス製透明モールドを押しつけた状態で、光硬化性組成物を硬化させる。即ち、透明モールド側から高圧水銀灯（周波数＝１．５ｋＨｚ〜２．０ｋＨｚ、主波長光＝２５５ｎｍ、３１５ｎｍおよび３６５ｎｍ、３６５ｎｍにおける照射エネルギー＝１０００ｍＪ）の光を１５秒間照射する。このようにして、透明モールドの凸部に対応する複数の凹部Ｈ３３（凹部の長径Ｌｘ：２００〜３００ｎｍ、凹部の短径Ｌｙ：３０〜５０ｎｍ、凹部の深さ：８０ｎｍ、ピッチ：１００ｎｍ〜６００ｎｍ）を有する膜３３を形成する。その後、光透過性基板から前記透明モールドをゆっくり分離する（図４（Ｃ））。【０１３１】
得られた膜３３を酸素プラズマエッチングし、２０ｎｍの残膜を除去する。このようにして、石英ガラス基板（基材３１）上にポリイミド膜を介して光硬化性樹脂が硬化した多孔膜３４（孔の長径Ｌｘ：２００〜３００ｎｍ、孔の短径Ｌｙ：３０〜５０ｎｍ、孔の深さ：５０ｎｍ、ピッチ：１００ｎｍ〜６００ｎｍ）を作製する（図５（Ａ））。【０１３２】
（金属膜（Ａｌ膜）の成膜）
ロードロック式スパッタリング装置（昭和真空社製SPH-2500）を用い、石英ガラス基板上の光硬化性樹脂が硬化した多孔膜３４面に、Ａｌをターゲットとして、スパッタによりＡｌからなる金属膜３５を成膜する（金属膜３５の作製）。金属膜３５の膜厚Ｈｍは５０ｎｍとした（図５（Ｂ））。なお、膜厚Ｈｍは水晶振動子を膜厚センサーとする膜厚モニターにより測定できる。すなわち、金属膜３５は複数の孔Ｈ３５（孔の長径Ｌｘ：２００〜３００ｎｍ、孔の短径Ｌｙ：３０〜５０ｎｍ、孔の深さ：５０ｎｍ、ピッチ：１００ｎｍ〜６００ｎｍ）を有する。【０１３３】
（金属膜３５の剥離と転写）
Ａｌ成膜した多孔膜３４上に厚さ３０μｍの保護フィルム（東レフィルム加工社製：トレテック）をラミネートし、石英ガラス基板から保護フィルムと共に金属膜３５を剥離する（図５（Ｃ））。【０１３４】
厚さ０．７ｍｍのガラス基板（旭硝子社製：ＡＮ１００）からなる光透過性基板１１上に、光学接着剤（東亜合成社製：アロニックスＬＣＲ０６２３）をスピンコートにより塗布し、厚さ５μｍの塗膜を作製する。その上に、石英ガラス基板から剥離した保護フィルムつき金属膜３５を貼り付ける。即ち、ガラス基板側から高圧水銀灯（周波数＝１．５ｋＨｚ〜２．０ｋＨｚ、主波長光＝２５５ｎｍ、３１５ｎｍおよび３６５ｎｍ、３６５ｎｍにおける照射エネルギー＝１０００ｍＪ）の光を１５秒間照射し、光学接着剤を硬化させ、金属膜３５をガラス基板上に接着する。その後、保護フィルムを剥離する（図６）。【０１３５】
（保護膜（ＳｉＯ２膜）の成膜）
ロードロック式スパッタリング装置（昭和真空社製SPH-2500）を用い、ガラス基板上の金属膜３５にＳｉＯ２をターゲットとしてスパッタによりＳｉＯ２からなる保護膜１４を成膜して、表面がＳｉＯ２（保護膜１４）で保護された金属膜３５からなる偏光素子を作製する（図１）。ＳｉＯ２の膜厚Ｈｍは２００ｎｍとした。なお、膜厚Ｈｍは水晶振動子を膜厚センサーとする膜厚モニターにより測定できる。【０１３６】
このようにして得られた偏光素子１０の光学特性を図１２に示す。透過率Ｔ１、およびＴ２はそれぞれ、偏光方向が長径方向、短径方向の偏光の透過率である。透過率Ｔ１、およびＴ２が異なり、作製した偏光素子１０が偏光素子として機能することが判る。【０１３７】
この偏光素子１０の波長０．５５μｍにおける偏光度Ａは、次式によって８８％が得られる。
Ａ＝（Ｔ１−Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）
＝（０．８−０．０５）／（０．８＋０．０５）
＝０．８８＝８８％
［実施例２］
実施例２は、前述した製造方法２−１に対応する。即ち、ポリマー相分離体によって凹型のモールドＭ１１を作製する。その後、モールドＭ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ１が順に作製される。このモールドＭ１は凸型であり、このモールドＭ1を使用して最終的に作製された偏光素子は図１に対応する。【０１３８】
（モールドＭ１１の作製）
ＳＴとＭＭＡのブロック共重合体（数平均分子量：１００００、ＳＴ：５５ｍｏｌ％、６６ｖｏｌ％）のトルエン１ｗｔ％溶液を用意する。該溶液を、石英ガラス基板（旭硝子社製ＡＱ、厚さ０．５ｍｍ、８インチ角）上に塗布、乾燥し、厚さ２００ｎｍのポリマー相分離構造膜を作製する。このポリマー相分離構造膜は、直径５０〜７０ｎｍの円筒形状のＭＭＡ相、ＭＭＡ相を取り囲むＳＴ相が入り組んだシリンダ状相分離構造を有する。この石英ガラス基板をＩＣＰエッチング装置（キャノンアネルバ社製Ｌ−２０１Ｄ−ＳＬＡ）に導入し、酸素プラズマによりエッチングを行い、ＰＭＭＡ部分を選択的に除去する。その結果、円筒状の凹部Ｈ１１（凹部の径：５０ｎｍ〜７０ｎｍ、凹部の深さ：１００ｎｍ、ピッチ：１２０ｎｍ）が形成されたポリスチレン膜（モールドＭ１１）が石英ガラス基板上に形成される。このポリスチレン膜上に厚さ３０μｍのポリエチレンフィルム（東レフィルム加工社製トレテック７３３２）を貼りつけ、石英ガラス基板からポリスチレン膜を剥離する。【０１３９】
（モールドＭ１２の作製）
石英ガラス基板（旭硝子社製ＡＱ、厚さ０．５ｍｍ、８インチ角）上に、光硬化性組成物Ｘをスピンコート法により塗布し、厚さ１５０ｎｍの光硬化性組成物の塗膜を形成する。
光硬化性組成物の塗膜に上記モールドＭ１１を押しつけた状態で、光硬化性組成物Ｘを硬化させる。即ち、石英ガラス基板側から高圧水銀灯（周波数＝１．５ｋＨｚ〜２．０ｋＨｚ、主波長光＝２５５ｎｍ、３１５ｎｍおよび３６５ｎｍ、３６５ｎｍにおける照射エネルギー＝１０００ｍＪ）の光を１５秒間照射する。このようにして、モールドＭ１１の凹部Ｈ１１に対応する複数の円筒状の凸部Ｐ１２（凸部の径：５０ｎｍ〜７０ｎｍ、凸部の高さ：１００ｎｍ、ピッチ：１２０ｎｍ）を有するモールドＭ１２を形成する。【０１４０】
（樹脂モールドＭ１３の作製）
ポリスチレン（和光純薬社製、数平均分子量２５０００の）の２ｗｔ％トルエン溶液を石英ガラス基板（旭硝子社製ＡＱ、厚さ０．５ｍｍ、８インチ角）に塗布し、乾燥し、厚さ５００ｎｍのポリスチレン膜を形成する。ポリスチレン膜を１２０℃に加熱して石英ガラス基板上に形成されたモールドＭ１２を押し当て、モールドＭ１２の凸条に対応する複数の円形状の凹部Ｈ１３（凹部の径：５０ｎｍ〜７０ｎｍ、凹部の深さ：１００ｎｍ、ピッチ：１２０ｎｍ）を有する樹脂モールドＭ１３を形成する。【０１４１】
（モールドＭ１４の作製）
厚さ３０μｍのポリエチレンフィルム（東レフィルム加工社製トレテック７３３２）を樹脂モールドＭ１３に貼りつけ、石英ガラス基板から樹脂モールドＭ１３を剥離する。樹脂モールドＭ１３とポリエチレンフィルムの積層体をテンターにより８０℃で約３倍に延伸し、モールドＭ１４とポリエチレンフィルムの積層体を得る。即ち、モールドＭ１４は、楕円形状の凹部Ｈ１４（凹部の長径Ｌｘ：２００ｎｍ〜３００ｎｍ、凹部の短径Ｌｙ：３０ｎｍ〜５０ｎｍ、凹部の深さ：８０ｎｍ、ピッチ：８０〜１５０ｎｍ）を複数有する。【０１４２】
（モールドＭ１の作製）
ガラス基板（旭硝子社製ＡＮ１００、厚さ０．７ｍｍ）にシランカップリング剤（信越シリコーン社製ＫＢＥ−９０３）０．５ｗｔ％水溶液を塗布し、１００℃で１時間乾燥させる。このガラス基板に、前述の延伸したポリエチレンフィルムとモールドＭ１４の積層体を、モールドＭ１４側をガラス基板と接するように貼合し、６０℃で２時間処理し、ポリエチレンフィルムを剥離し、ガラス基板上にモールドＭ１４のみを接着する。このモールドＭ１４が積層されたガラス基板をＮｉ電鋳し、モールドＭ１４をトルエンで溶かす。その結果、楕円形状の凸部Ｐ１（凸部の長径Ｌｘ：２００ｎｍ〜３００ｎｍ、凸部の短径Ｌｙ：３０ｎｍ〜５０ｎｍ、凸部の高さ：８０ｎｍ、ピッチ：８０〜１５０ｎｍ）を複数有するＮｉ製のモールドＭ１を形成する。【０１４３】
（偏光素子１０の作製）
実施例２においては、基本的には実施例１と同様の手法で、複数の貫通孔Ｈ３４を有する多孔膜３４（孔の長径Ｌｘ：２００ｎｍ〜３００ｎｍ、孔の短径Ｌｙ：３０ｎｍ〜５０ｎｍ、孔の深さ：７０ｎｍ、ピッチ：８０〜１５０ｎｍ）を得る。但し、次の点で、実施例１と異なる。即ち、実施例１でのモールドＭ１（電子線加工により複数のドットが形成された石英ガラス製透明モールド）に替えて、上記Ｎｉ製のモールドＭ１を用いる。また、高圧水銀灯を光硬化性樹脂の塗膜（光硬化性組成物の層３２）が塗布された石英ガラス基板側から照射する。【０１４４】
その後、ガラス基板上に形成された複数の貫通孔Ｈ３５を有する金属膜３５（孔の長径Ｌｘ：２００ｎｍ〜３００ｎｍ、孔の短径Ｌｙ：３０ｎｍ〜５０ｎｍ、孔の深さ：５０ｎｍ、ピッチ：８０〜１５０ｎｍ）を得る。
実施例１および２で得られた偏光素子を１２０℃に保持されたオーブンに投入し、１０００時間の耐熱試験を行った結果、この偏光素子の透過率Ｔ１、Ｔ２とも、その変化（ΔＴ）は、１％以下であった。【０１４５】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明によれば、光学特性と耐久性の両立が図られた吸収型偏光素子を提供できる。この偏光素子は、広範囲な波長域において、高い透過率を有し、偏光度が高く、かつ耐久性に優れており、液晶表示装置用や液晶プロジェクター用に有用である。
なお、２００９年１２月２２日に出願された日本特許出願２００９−２９０３９５号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
【符号の説明】
【０１４７】
１０，２０…偏光素子、１１，２１…光透過性基板、１２，２２…接続膜、１３…金属膜、２３…金属突起、１４，２４…保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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